En guide till tillverkning av flyg- och rymddelar

4 sätt att förbättra produktutvecklingen

Flyg- och försvarsindustrin är känd för att producera komplexa och avancerade produkter – jetmotorer, flygplan, raketer, satelliter, drönare med mera – som rör sig snabbt i en starkt reglerad miljö. Det är inte konstigt att dessa faktorer för hastighet, komplexitet och policyefterlevnad spelar nyckelroller i tillverkningsprocessen. Det här designtipset utforskar hur du kan förbättra utvecklingscyklerna inom flyg- och rymdindustrin genom:

• Accelerera produktionen med digital tillverkning
• Minska antalet komponenter, vilket bidrar till att göra delkonstruktionen lättare, skär ner på delar i en övergripande montering och minskar kostnaderna
• med hjälp av en rad olika tillverkningsmetoder och material, som kan påskynda utvecklingen och tillföra värde till dina konstruktioner
• Effektivisering av kvalitets- och efterlevnadssäkringar

1. Använd digital tillverkning för att påskynda produktutvecklingen

På Protolabs förstår vi vikten av snabbhet. Vi har ett omfattande samarbete med företag inom flyg- och försvarsindustrin och har under årens lopp påskyndat utvecklingen av en rad flyg- och rymddelar och produkter av metall och plast som inkluderar:

• Värmeväxlare
• Grenrör
• Turbo pumpar
• Komponenter för vätske- och gasflöde
• Munstycken för bränsle
• Konforma kylkanaler

En av drivkrafterna bakom vår framgång är genom erfarenhet och rigorös utveckling av digitala tillverkningsverktyg. Vi har hittat den rätta blandningen av att arbeta med autonoma digitala verktyg och praktiska applikationsingenjörer för att möta flygindustrins krav.

När du startar den digitala tillverkningsprocessen hos många tillverkare kan det vara enkelt att ladda upp en CAD-fil till flera offertverktyg online.

Tyvärr tar vissa tillverkares offertverktyg online inte hänsyn till alla backend-krav eller erbjuder alla tillverkarens processer. Det är här vi väljer att vara uppriktiga så att varje steg som krävs för delen eller projektet återspeglas i den första offerten.

När du använder digitala verktyg online kan offertprogramvara avsevärt påskynda utvecklings- och produktionscyklerna.

Men för att få ut det mesta av dessa verktyg, se till att du arbetar med programvara (och en tillverkare) som innehåller följande:

• Tar hänsyn till alla krav och steg i bygget eller projektet
• Erbjuder alla tillgängliga processer och material
• Erbjuder utbildad och erfaren personal med många års erfarenhet av tillverkning

En stor utmaning inom flyg- och försvarsindustrin är leverans i tid och kvalitet. Branschkällor säger att cirka 80 % av beställningarna i allmänhet dyker upp i tid. Men när dessa beställningar dyker upp i tid uppfyller cirka 25 % av delarna inte den kvalitet som krävs. Ett vanligt klagomål från flyg- och rymdföretag är när leverantörer lovar en ledtid med ett billigare pris men inte kunde leverera inom den angivna tidsramen. Förseningar har lett till missade deadlines och större kostnader att åtgärda än om de bara skulle ha börjat med den dyrare leverantören.

Vårt interaktiva offertsystem online förvandlar din CAD-modell till en offert med omedelbar konstruktionsanalys och feedback. Din design kan omarbetas för att bestämma den perfekta balansen mellan processer, material, tid och kostnad. Detta ökar effektiviteten avsevärt eftersom det inte är nödvändigt att prata med någon varje gång en del behövs. Men när du behöver en kunnig person på din sida har vi ett team av applikationsingenjörer som är redo att backa upp våra automatiserade verktyg. Alla kontakter, kund eller inte, får fri tillgång till vårt lyhörda team som förstår hur man designar för våra processer, minskar kostnaderna och svarar på en mängd andra tekniska frågor.

2. Minska komponenterna för att gynna produktdesignen

Du kanske vill minska de totala komponenterna i en del- eller produktdesign av flera skäl.

För det första är lättvikt avgörande inom flygindustrin. Företagen vet hur många gram bränsle som krävs för att flyga ett gram vikt under flygning, till exempel, så små minskningar ger stora vinster. Valet av material, och ibland tillverkningsmetoden, spelar också in i denna lättviktsekvation. Men det hjälper också att trimma antalet delar.

För det andra är det viktigt att minska kostnaderna. Plast och metaller kan vara dyra, och det kan även monteringstiden. Följaktligen, om konstruktioner kan minska antalet komponenter eller delar, kan detta minska material och monteringstid.

Med dessa lätta vikter och kostnadsöverväganden i åtanke, vilka material fungerar bäst för flygkomponenter? Titan är ofta ett bra val, tillgängligt genom bearbetning och 3D-utskriftstjänster. Detta lätta och starka material erbjuder utmärkt korrosions- och temperaturbeständighet. Aluminium och dess höga förhållande mellan styrka och vikt gör det till en bra kandidat för höljen och fästen som måste tåla hög belastning. Aluminium finns också för både bearbetade och 3D-printade delar. Inconel, en 3D-printad metall, är en superlegering av nickelkrom som är idealisk för raketmotorkomponenter och andra applikationer som kräver hög temperaturbeständighet. Rostfritt stål är också ett vanligt materialval. Till exempel används SS 17-4 PH inom flygindustrin på grund av dess höga hållfasthet, goda korrosionsbeständighet och goda mekaniska egenskaper vid temperaturer upp till 315 grader C. Liksom titan kan den bearbetas eller 3D-printas. Flytande silikongummi används också i stor utsträckning inom industrin. Detta elastiska fluorsilikonmaterial är speciellt inriktat på bränsle- och oljebeständighet medan optiskt silikongummi är ett bra PC/PMMA-alternativ. Vanliga tillämpningar inom flygindustrin inkluderar mjuka ytor, packningar, tätningar och O-ringar.

Slutligen, utöver problem med lättvikt och kostnadsbesparingar, står flygindustrin inför unika fördelar och utmaningar med höga risker och belöningar. Företag sysslar med utvecklingscykler, prototyper, testning av bränder och produktion. Så även om komponentreduktion kan bidra till att minska delarnas vikt och monteringstiden, är de verkliga besparingarna att minska huvudvärken och omkostnaderna i samband med leveranskedjan och pappersspåret för varje del. Inom flygindustrin har varje komponent som ingår i slutprodukten en enorm mängd validering bakom sig, såsom materialspårbarhet, stöt- och vibrationstester, rigorösa inspektioner och mycket mer. I en sådan reglerad bransch kan det ge stort värde att minska antalet delar genom att minska lagret, ha färre dokument att spåra och effektivisera din leveranskedja.

3. Använd en rad olika tillverkningsmetoder, material

Om du har en intern mekanisk verkstad men måste hantera många olika typer av tillverkning på ett litet utrymme, kan du ha tagit projekt till externa leverantörer för utvecklingsarbete. Det är viktigt att hitta rätt leverantör med kapacitet att möta dina höga krav på kvalitet och snabbhet. Du kanske vet, men det tål att upprepas, att det inte finns några universella processer eller material. Du behöver alla verktyg i din arsenal för att hitta de bästa lösningarna för att hålla dig i framkant. Arbeta därför med företag som kan erbjuda en rad olika tillverkningsprocesser och material. Vi erbjuder CNC-bearbetning, plåttillverkning, formsprutning och fem olika metoder för 3D-utskrift (additiv tillverkning) av industriell kvalitet internt, fler via vårt nätverk. Dessutom kan du välja bland hundratals plaster, metaller och elastomerer av kommersiell kvalitet som är lämpliga för både prototyper och produktion. Se vår materialjämförelseguide för en komplett lista.

Subtraktiva processer och material:

CNC-bearbetningsmetoder, särskilt tre- och femaxlig fräsning, används ofta inom tillverkning idag. För flygindustrin är vanliga material aluminium, hårdmetaller som 304, 316 och 17-4PH rostfritt stål och titan.

Vad som inte är vanligt är storleken och den geometriska dimensionerings- och toleranskapaciteten (GD&T) i många butiker. Även om det är vanligt att kunden anger vilka toleranser som behövs, leta efter företag som anger vilken storlek och GD&T de kan leverera.

De flesta kunder inom flygindustrin har komplexa delar som kan vara mer avancerade än vad till och med våra automatiserade bearbetningsanläggningar kan hantera.
För detaljerad information om toleranser, minsta och största detaljdimensioner och andra designriktlinjer, besök våra grundläggande designriktlinjer för CNC-fräsning.

Additiv tillverkning – processer och material:

En stor del av flyg- och försvarsdelarna är av metall. Följaktligen, när det gäller 3D-utskrift av metall eller additiv tillverkning, är de vanligaste materialen Inconel 718, aluminiumlegeringen AlSi10Mg, rostfritt stål (304 & 17-4), titan och koboltkrom (CoCr). Återigen kommer skillnaden här att vara det material och de additiva tillverkningsprocesser som finns tillgängliga.

Vi använder flera additiva processer: stereolitografi, direkt metalllasersintring (DMLS), selektiv lasersintring, Multi Jet Fusion och PolyJet. DMLS har visat sig vara en önskvärd process inom flygindustrin eftersom den erbjuder:

• Stort utbud av material
• Ökad funktionalitet
• Förmåga att hantera komplexitet och organisk design

Utöver de tillverkningsmetoder som nämns (subtraktiva och additiva) erbjuder vi även ett antal sekundära eller efterbehandlingsalternativ, om din design kräver dessa tillämpningar:

• Efterbearbetning – för 3D-printade metalldelar
• Värmebehandling
• Anodisering
• Grundläggande montering
• Förkromad plätering
• Rengöring
• Märkning av delar
• Plus mer via vårt nätverk

Om du behöver flera leverantörer för olika processer eller sekundära processer, kom ihåg fördelarna som nämnts tidigare med att använda en leverantör med flera processer. Vi erbjuder många processer och material samtidigt som vi arbetar som en lokal leverantör för att minska tid och kostnader.

4. Förlita dig på kvalitets- och efterlevnadssäkring

Slutligen måste designers och utvecklare av flyg- och rymdprodukter noggrant navigera i frågor som rör myndighets- och säkerhetspolicy och efterlevnad. När man arbetar i en så starkt reglerad bransch är det viktigt att hitta leverantörer som är bekanta med flyg- och rymdindustrins krav. Spårbarhet, dokumentation, testning och certifierade delar som uppfyller kraven i en ISO 9001- och AS9100D miljö kan minska mycket av det arbete som behöver utföras, testas eller verifieras internt.

Styrande organ arbetar kontinuerligt med standarder för additiv tillverkning, så det kan vara svårt att veta exakt vad som behövs för icke-traditionella processer. Standarder eller certifieringar för färdiga delar gäller dock oavsett hur de tillverkades. Du kommer att vilja se till att leverantörer har certifierade material, pulveranalys, materialspårbarhet och mer beroende på dina behov.

Vi har redan investerat kraftigt i digitala tillverkningsmetoder för att förse dig med automatiserade verktyg, dokumentation, testning och spårbarhet, allt med stöd av våra applikationsingenjörer, vilket ger dig en strömlinjeformad och effektiv digital tråd. Vi erbjuder följande kvalitetsdokumentation och rapportalternativ i en ISO 9001 och (genom vårt nätverk) AS9100D kompatibel miljö:

• Certifieringar av material
• Intyg om överensstämmelse (CoC)
• Inspektioner av första artikeln (FAI)
• Olika andra inspektionsförfrågningar som CMM, röntgen eller CT-skanning

I slutändan kommer vi att arbeta med dig för att hitta den bästa lösningen och överväga alla steg i ditt projekt. Om du vill ha mer information, kontakta oss på +46 (0) 8408 391 86 eller customerservice@protolabs.se.

2024-07-30 - Industritorget

Kontaktinformation

Protolabs

08408 391 86

Se hemsida

Skicka e-post

Kontakter

Länkar

Filmer

Karta

Skriv ut
Tipsa

Postadress
Halesfield 8
TF74QN Telford

Region
Storbritannien

Organisationsnummer:
5366160

Grundat: Ej angivet
Anställda: Ej angivet

Kontakter

Länkar

Filmer

Karta

Välkommen till Protolabs!

Företaget grundades 1999 av Larry Lukis, en framgångsrik entreprenör och datanörd. Han ville radikalt minska tidsåtgången för att ta fram formsprutade prototypsdelar.

Hans lösning var att automatisera den traditionella produktionsprocessen genom att utveckla en komplex mjukvara som kommunicerade med ett nätverk av fräsar och pressar. Till följd av detta kunde plast- och metalldelar produceras på en bråkdel av den tid det tidigare hade tagit.

Hur vi kan hjälpa
Snabbare produktutveckling, minskade kostnader och optimerad leveranskedja med 3D-utskrifter, CNC-bearbetning och formsprutning som tekniken möjliggör.

Välkommen att kontakta oss!

Skicka förfrågan